河北省保定市定州实验中学2023年高二物理期末试卷含解析

河北省保定市定州实验中学2023年高二物理期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（多选）A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（其中方向未标出）的分布如图所示．图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，点P在MN上．电场线的分布关于MN左右对称．下列说法中正确的是（）A．这两个点在电荷为等量同种电荷B．这两个点电荷为等量异种电荷C．O点的电场强度比P点的电场强度大D．O点的电势比P点的电势高参考答案：解：A、B、根据电场线的特点：电场线从正电荷出发到负电荷终止，可知A、B是两个等量异种电荷．故A错误，B正确．C、在两等量异号电荷连线的中垂线上，O点处电场线最密，电场强度最大，所以O点的电场强度比P点的电场强度，故C正确．D、据平行四边形定则，对中垂线上的场强进行合成，知中垂线上每点的电场方向都水平向右，中垂线和电场线垂直，所以中垂线为等势线，所以O点的电势等于P点的电势，故D错误，故选：BC．2.氢原子的能级如图所示．氢原子从n=4能级直接向n=1能级跃迁所放出的光子，恰能使某金属产生光电效应，下列判断正确的是（）A．氢原子辐射出光子后，氢原子能量变大B．该金属的逸出功Wo=12.75eVC．用一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，该金属仍有光电子逸出D．氢原子处于n=1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动参考答案：BD解：A、氢原子发生跃迁，辐射出光子后，氢原子能量变小．故A错误．B、根据恰能使某金属产生光电效应，由n=4跃迁到n=1，辐射的光子能量最大，△E=13.6﹣0.85eV=12.75eV．则逸出功Wo=12.75eV，故B正确．C、一群处于n=3的氢原子向低能级跃迁时，辐射的能量小于从n=4能级直接向n=1能级跃迁所放出的光子能量，则不会发生光电效应，故C错误．D、根据玻尔原子模型，可知，处于n=1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动．故D正确．故选：BD．3.质量为5.0kg的铁锤从距桌面5.0m高处由静止自由落下，将一颗铁钉敲入桌内，从铁锤开始下落到铁钉敲入桌内历时1.2s，若不计空气阻力，打击后铁锤的速度变为零，则铁锤对铁钉的平均作用力的大小是（g=10m/s2）A．200N

B．250N

C．251N

D．300N参考答案：D4.（单选）一个小球从9m高处落下，经水平地面反弹后竖直向上运动。在1m高处被某同学接住，则小球在整个过程中的位移大小是A.10m

B.9m

C.8m

D.1m参考答案：C5.关于电场的场强和电势，下列说法正确的是（

）A．场强为零，电势一定为零

B．电势为零，场强一定为零C．场强大，沿场强方向电势降低快

D．电势降落最快的方向就是场强方向参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）如图所示。粗细均匀的电阻为r的金属圆环放在磁感应强度为B的垂直环面的匀强磁场中，圆环的直径为d。长为d、电阻为r／2的金属棒ab在中点处与环相切，现使ab始终以垂直于棒的、大小为V的速度向左运动，到达圆环的直径位置时，ab棒两端的电势差大小为

。参考答案：BdV／3（4分）7.（6分物体做匀减速直线运动，其加速度的方向与速度方向

；物体做平抛运动时，其加速度的大小为

m/s2，方向

。参考答案：相反，9.8，竖直向下8.我国城乡生活用的交变电流的电压是220V，这是指交变电流电压的

值，它的周期为

s，电流方向每秒改变

次参考答案：9.我国第一艘超导电磁推进船HEMS—1已下水试验，它取消了传统的螺旋桨，是船舶推进的重大革新，其原理如图所示，安装在靠近船底部的超导磁体在海水中产生磁场，海水中含有丰富的NaCl成分，导电正负离子Na+、Cl－较多，电导率较高.当电流在垂直于磁场的方向上流过时，就会在与电流方向、磁场方向都垂直的方向上产生推力。强磁场方向竖直向下，在垂直于船身方向，两边安装正负电极，电极浸在海水里，当电源接通时，海水中产生垂直于船体方向的强电流，推动船体运动。如磁感强度为5T，（可看作匀强）水通道宽为1m，产生推动为100N，则船上的电池中，电流为______A。参考答案：20A10.（4分）一根长为0.2m、通入电流为3A的直导线，垂直于磁感线放入磁场中某处，受到的磁场力是6×10N，则该处的磁感应强度B的大小是_________T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是___________T。参考答案：0.1，0.111.有两个质量分别为3m、2m的小球A、B，其中B球带正电ｑ，A球不带电，用足够长的不会伸长的绝缘线连接，均置于竖直向下的匀强电场中，场强大小为E，如图所示，释放A球，让两球由静止落下，下落一小段时间，此时B球的加速度大小为：_______；此时A、B间线的张力F=_______。参考答案：ａ=g＋qE/5m，F=3qE/512.如图11所示，线圈面积，匝数，两端点连接一电容器,线圈中的匀强磁场磁感应强度按增加，则A、B两点________（填A或B）点电势高;电容器所带电荷量__________C。参考答案：13.某线圈共200匝，1s时磁通量为0.5Wb，1.2s时增加为0.6Wb，则这段时间内线圈中的平均感应电动势为______。参考答案：100V【详解】1s~1.2s内磁通量的变化量为：；由法拉第电磁感应定律得：；故答案为：100V。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律实验中，获取一根纸带如图，但测量发现0、1两点距离远大于2mm,且0、1和1、2间有点漏打或没有显示出来，而其他所有打点都是清晰完整的，现在该同学用刻度尺分别量出2、3、4、5、6、7六个点到0点的长度h1,h2,h3,h4,h5,h6,h7,，再分别计算得到3、4、5、6四个点的速度vi和vi2(i=3.4.5.6)，已知打点计时器打点周期为T。(1)该同学求6号点速度的计算式是：v6=

(2)然后该同学将计算得到的四组（hi，vi2）数据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点，将四个点连接起来得到如图所示的直线，请你回答：接下来他是如何判断重锤下落过程机械能守恒的？（说明理由）参考答案：(1)(4分)

(2)(4分)根据机械能守恒定律，从0点到任意i点有

得到：

关系是一条直线

斜率为2g，所以只要在直线上取相对较远两点，计算出斜率，与2g比较，在实验误差范围内相等即可。15.下图1中螺旋测微器的读数为

mm。（2）为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图2甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R0=5Ω为保护电阻。实验步骤如下：断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值。多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以为纵坐标，以为横坐标，画出-的关系图线（该图线为一直线），如图2乙所示。由图线可求得电池组的电动势E=

V，内阻r=

Ω。（保留两位有效数字）参考答案：（1）2．720（2分）（2）2.9（2分），1.1（或1.2）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.用恒力F拉动用一块涂有碳黑质量为2kg的玻璃板竖直向上由静止开始运动，一个装有指针的振动频率为5Hz的电动音叉在玻璃板上画出如图10所示的曲线．若量得OA＝1cm，OB＝4cm，OC＝9cm，则拉力F有多大(g取10m／s2)?参考答案：T=0.2s（3分），a=2m/s2（3分），F－mg=ma，f=24N（4分）。17.如图所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ=37o．已知小球的质量m=1kg，细线AC长l=1m，B点距C点的水平和竖直距离相等．（重力加速度g取10m/s2，，）（1）若装置匀速转动的角速度为ω1时，细线AB上的张力为零而细线AC与竖直方向夹角仍为37o，求角速度ω1的大小；（2）若装置匀速转动的角速度，求细线AC与竖直方向的夹角；（3）装置可以以不同的角速度匀速转动，试通过计算在坐标图中画出细线AC上张力T随角速度的平方ω2变化的关系图象．参考答案：（1）细线AB上张力恰为零时有

（2分）解得

（1分）（2）>时，细线AB应松弛

（1分）解得

（1分）此时细线AB恰好竖直，但张力为零．（3）时，细线AB水平，细线AC上张力的竖直分量等于小球的重力

（1分）时细线AB松弛细线AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力

在(rad.s-1)2的区